Б.Р. Кусов
Геологические предпосылки наращивания минерально-сырьевой базы Центрального федерального округа России (углеводороды, цветные, редкие и благородные металлы, алмазы)
На территории Центрального Федерального округа (ЦФО) расположены две крупные геологические структуры – Московская синеклиза (МС) и Воронежский кристаллический массив (ВКМ). Состояние их изученности позволяет рассчитывать на достижение обозначенной в заголовке цели при условии применения новых идеологических подходов и методических приемов в процессе пересмотра накопившегося геолого-геофизического материала. Прежде всего, это касается осмысления генезиса углеродистого вещества (УВ, ископаемые угли, углеродистое вещество черных и горючих сланцев, битумы, графит, алмаз) и его роли в геологии рудных и нерудных ПИ. Признание очевидного факта, что все перечисленные вещества (породы, минералы) являются звеньями единой цепи метаморфизма мантийных УВ, поступивших по глубинным разломам, открывает совершенно новые возможности в прогнозно-поисковом процессе касательно многих видов ПИ, в том числе и коренных месторождений алмазов. Более подробно эти вопросы изложены в работе [8], здесь же кратко обозначим их суть.
Углеродистые вещества – битумы, ископаемые угли, углерод черных и горючих сланцев, антраксолит, шунгит, графит, алмаз, распространенные в верхних слоях земной коры, представляют собой продукты метаморфизма глубинных УВ в осадочном чехле и породах кристаллического фундамента. В силу этого они являются носителем ценной информации об особенностях геохимии геологической среды, в которой они проявились в составе различных гидротерм. Появляется возможность прогнозировать наличие месторождения того или иного ПИ по особенностям его содержания в углеродистом веществе. Практикой ГРР во многих регионах установлено, что обогащенность углеродистого вещества какими либо элементами (металлами) всегда указывает на наличие соответствующего месторождения в данном регионе.
Нефть и газ
По результатам изучения естественных геологических обнажений, горных выработок и разрезов скважин различного назначения установлено, что на территории МС и ВКМ, начиная с раннего протерозоя и до настоящего времени, имели место многократные периодические поступления УВ в верхние слои земной коры. Об этом говорят графитоносные гнейсы и углисто-биотито-серицитовые сланцы в нижнепротерозойских отложениях района ВКМ, месторождения бурого угля в нижнекарбоновых отложениях (Подмосковный угольный бассейн), пачки горючих сланцев с содержанием углерода до 16% в редкинской серии, многоуровневые раннепротерозойские стратифицированные черносланцевые толщи тимской свиты оскольской серии, многочисленные нефтегазопроявления, зафиксированные по всему разрезу осадочного чехла в процессе бурения как глубоких скважин при нефтепоисковых работах, так и мелких при инженерно-геологических изысканиях, углеводородногазовые аномалии, зафиксированные при газовой съемке по снегу и почве, и другие аналогичные факты [1, 3, 6, 11, 12, 13, 17, 18]. УВ древних поступлений (до плиоцена), в зависимости от конкретной геологической ситуации, превратились в битумы, угли, графит, алмазы. Более поздние и особенно современные поступления УВ могли сохраниться в верхних слоях земной коры в жидком и газообразном состоянии в ловушках, имеющих связь с «питающими» глубинными разломами. Наличие легкой нефти плотностью 0,797–0,818 г/см3 в основании редкинской свиты на Даниловской площади, газопроявления (иногда со взрывами) при бурении водяных скважин глубиной до 100 м (верхи нижнего карбона) и аномалии с контрастностью 20 по результатам газовой съемки по снегу и грунту на Молоковской площади, а также нефтегазопроявления на соседних площадях [13], совпадающие с положительной тепловой аномалией, однозначно указывают на наличие залежей УВ в недрах ЦФО.
О причинах неудачи прежних нефтепоисковых работ сказано во многих работах [6 и др.]. Основные из них – отсутствие обоснованных подходов к рациональному ведению поисковых работ, низкая информативность сейсморазведки, усугубляющаяся несовпадением структурных планов по разным нефтеперспективным комплексам пород, несовершенство методов испытания скважин, и, как следствие, «… ни одна из пробуренных здесь скважин не имела шансов открыть залежь нефти или газа» [6, стр. 243]. В список причин неудачи при нефтегазопоисковых работах напрашиваются еще и несоответствие шага поискового бурения размерам ожидаемых залежей и ориентация на антиклинальный тип ловушек, которых, судя по истории геологического развития региона, не должно быть в принципе. Пликативный тип структур должен заведомо рассматриваться как неверное отображение геологического строения нефтегазоперспективных структур. Необходимо ориентироваться на тектонически экранированный тип ловушек с размерами в километры.
Объемы и продолжительность проведенных нефтегазопоисковых работ на МС таковы, что результатом следующих работ должно стать открытие месторождений нефти и газа, в противном случае регион, как нефтегазоперспективный объект, будет надолго похоронен. Первоочередными для проведения «решающих» работ следует рассматривать Даниловскую и Молоковскую площади. В первую очередь необходим критический пересмотр всех геолого-геофизических материалов по этим площадям с оценкой полноты и достоверности полученной информации. Детальные сейсмические исследования должны решать задачу картирования отдельных тектонических блоков размерами в километры и выделение всех разломов независимо от их амплитуды. Нефтегазопоисковый интерес не должен ограничиваться осадочным чехлом. Поэтому сейсмические исследования должны охватывать и кристаллический фундамент в пределах, доступных для бурения глубин, для выделения возможных зон развития коллекторов. С этой целью следует предусмотреть проведение детальных гравиметрических исследований. Открытие промышленных залежей нефти и газа, пусть даже в пределах небольших блоков, будет иметь принципиальное значение для методики проведения работ на всей территории МС. Практика работ показывает, что во многих регионах (например в Припятском прогибе) даже наиболее крупные продуктивные структуры (месторождения) состоят из отдельных тектонических блоков, представляющих собой самостоятельные объекты для разработки.
Юго-восточный склон ВКМ представляет собой нефтепоисковый объект особой важности. Здесь имеется большинство признаков, достаточных для отнесения структуры к нефтегазоперспективным – современная и неотектоническая активность, высокая насыщенность пород углеродистым веществом разной степени метаморфизма, положительные тепловые аномалии [5, 14, 17, 18]. Для решения этой проблемы здесь необходимо провести поисковые газометрические и геотермические исследования с последующим изучением участков с совпадающими положительными углеводородногазовыми и тепловыми аномалиями геофизическими методами с целью локализации зон развития коллекторов. Совпадающие положительные тепловые и углеводородногазовые аномалии образуются только залежами УВ и ничем иным. И наличие или отсутствие осадочного чехла здесь ни при чем.
Цветные, редкие и благородные металлы
На территории ЦФО известны месторождения и проявления титана, циркония, никеля, золота, серебра, лития, скандия, кобальта, меди, цинка, хрома, платины, палладия и других элементов [1, 7, 14, 16]. Нахождение их, как и во многих регионах, в основном, в высокоуглеродистых, графитизированных породах ВКМ и буроугольных пластах Подмосковного угольного бассейна и прямая корреляция их концентраций с содержанием углеродистого вещества в породах является надежной предпосылкой для обнаружения полиметалльных рудных тел, как коренных источников перечисленных металлов и элементов. Причем в перспективные территории наравне с ВКМ должна быть включена и территория Подмосковного угольного бассейна.
Остановимся на некоторых особенностях сонахождения различных металлов и элементов и углеродистого вещества, которые могут сыграть главную роль в поисках рудных тел, богатых полиметаллами. Наиболее четко эти особенности проявляются в угольных пластах и выражаются в обогащенности металлами подошвенной части каждого единичного угольного пласта. Под единичным угольным пластом в целях настоящей работы понимается угольный пласт, сформировавшийся в результате разового излива нефти на дневную поверхность. Диагностическим признаком единичного угольного пласта является отсутствие в нем тонштейна. Наличие тонштейна указывает на прерывистый характер образования угольного пласта. В таком пласте необходимо выделять единичные пласты в объеме от подошвы угольного пласта до первого тонштейна включительно. Слои угля над тонштейном – это подошва следующего единичного угольного пласта, и она будет обогащена металлами больше, чем слои под тонштейном [15]. Это есть результат гравитационного концентрирования металлов в жидкой среде. Целенаправленное опробование подошвенных частей единичных угольных пластов на различные металлы и элементы может указать на местоположение подводящего глубинного разлома. Эти же особенности сонахождения углеродистого вещества и полиметаллов в более завуалированном виде могут проявиться и в углеродистых (черных и горючих) сланцах, широко распространенных в пределах ВКМ. В зонах рудоконтролирующих разломов (узлы пересечения разломов), как правило, образуются рудные тела различных форм и размеров, богатых различными металлами и элементами. Например, месторождение Айгабак (Кокчетавская область, Казахстан) выявлено в зоне рудоконтролирующего Айгабакского разлома (рис. 1). В массивных рудах среднее содержание свинца – 8,0%, цинка – 23%, меди – 2,6%, золота – до 278 г/т (среднее – 18,81 г/т), серебра – 451 г/т; во вкрапленных рудах – свинца – 3,0%, цинка – 6,7%, меди – 0,73%, золота – 5,4 г/т, серебра – 135,7 г/т.
Рис. 1. Месторождение Айгабак (Г.С. Тихомиров): 1 – современные отложения и образования коры выветривания, 2 – углефицированные алевролиты, 3 – эффузивы риолитового состава, их туфы, туфопесчаники, графитизированные сланцы, 4 – субвулканические тела диоритовых и диабазовых порфиритов, 5 – гранит- и граносиенитпорфиры, 6 – вторичные кварциты, 7 – баритизация, окварцевание, карбонитизация, серитизация, 8 – рудные тела, 9 – разрывные нарушения, 10 – скважины, 11 – глубокий шурф с рассечками, 12 – линия разреза
Алмазы
Находки алмазов в пределах ВКМ известны в титан-циркониевой россыпи у г. Новозыбков на северо-западе антеклизы, на Мамоновско-Русско-Журавском участке в обнажениях у с. Михайловка на р. Татарка и у с. Нижний Бык. На Россошанском архейском срединном массиве (Донское правобережье) встречены индикаторные минералы (пиропы, хромдиопсид, пикроильменит, хромшпинелиды) в трех точках – Поддубное-Жилино, Кривоносово, Елизаветовка [10]. Поиски коренных источников алмазов за 40 лет не дали результатов, поскольку были ориентированы на обнаружение кимберлитовых трубок [9]. Возможно, это является одной из причин неудачи. Снятие кимберлитового ограничения при поисках коренных месторождений может привести к успеху.
Основанием для такого утверждения служит факт широкого распространения углеродистых сланцев и графитизированных гнейсов, подвергшихся воздействию магматизма и динамометаморфизма. Высокоуглеродистые сланцы и графитизированные гнейсы в воронцовской серии, высокоуглеродистые вулканогенно-осадочные сланцы и их метасоматиты в оскольской серии в пределах Курского и Хоперского мегаблоков с широким распространением интрузивно-дайковых тел [4], графитизация Лосевской шовной зоны и Мамонского разлома [2] – весьма благоприятная геологическая среда для образования месторождений динамо-метаморфогенного типа (аналог – месторождение Кумды-Коль, Кокчетавский массив, Казахстан) и формирования алмазоносных даек. Например, в архейской серии симанду на территории Лесной Гвинеи среди железистых кварцитов известны черные графитовые сланцы мощностью до 30 м [12]. И здесь же ряд кимберлитовых даек имеет исключительно высокое содержание алмазов – до 20–25 кар/м3. В этом отношении некоторым даечным телам Гвинеи нет равных в мире [16]. В связи с этим представляется целесообразным проведение работ по опробованию даек Хоперского и Курского мегаблоков и Лосевой шовной зоны на алмазы, наличие которых в россыпях указывает на существование здесь коренных источников.
Литература
1. Абрамов В.В. Роль углеродистого вещества в черносланцевых породах центральной части Тим-Ястребовской структуры КМА в концентрации благородных металлов // Вестник ВГУ. Серия: Геология, 2006. № 1. С. 101–107.
2. Алексеев Д.А. Работы методом АМТЗ при изучении верхней части фундамента в Воронежской области. Алексеев Д. А., Храпов А.В., Яковлев А.Г.
3. Баженова О.К., Анохина Т.В., Постникова И.Е., Соколов Б.А. Литолого-геохимические предпосылки нефтеносности верхнего протерозоя Московского авлакогена и сопредельных территорий // Геология нефти и газа. 1997. № 4. С. 17–25.
4. Гончарова Л.В., Чернышова М. Н. Минералого-петрографические особенности дайковых пород Большемартыновского ультрамафит-мафитового плутона ВКМ // Доклады научной сессии геологического факультета ВГУ (4–29 апреля 2011 г.) Выпуск 1. Воронеж. С. 34–40.
5. Ежова И.Т., Ефременко М.А., Трегуб А.И. Сейсмическая активность и неотектоника Воронежского кристаллического массива // Вестник ВГУ. 2010. № 1. С. 229–232.
6. Капустин И.Н., Владимирова Т.В., Горбачев В.И., Федоров Д.Л. Перспективы нефтегазоносности позднего протерозоя Московской синеклизы. М. 2008. 262 с.
7. Кориш Е.Х., Савко К.А. Геохимия высокоуглеродистых сланцев Тим-Ястребовской структуры (Воронежский кристаллический массив) // Вестник ВГУ. 2010. № 2. С. 108–116.
8. Кусов Б.Р. Генезис некоторых углеродсодержащих полезных ископаемых (от метана до алмаза). Владикавказ. 2012. С. 195.
9. Морозов О.А. Новые данные по алмазоносности Воронежской антеклизы / Геология алмаза – настоящее и будущее. Воронеж. 2005. С. 354–363.
10. Савко А.Д., Шевырев Л.Т. Еще раз об эпохах коренной алмазоносности в юго-западной кимберлитовой субпровинции Восточно-Европейской платформы / Геология алмаза – настоящее и будущее. Воронеж. 2005. С. 610–627.
11. Савко К.А., Кориш Е.Х., Пилюгин С.М. Метаморфические реакции образования REE-минералов в углеродистых сланцах Тим-Ястребовской структуры, Воронежский кристаллический массив // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2009. № 2. С. 93–109.
12. Сидоренко С.А., Сидоренко А.В. Органическое вещество в осадочно-метаморфических породах докембрия. М. 1975.
13. Соколов В.Я. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Тверской области // Геология нефти и газа. 1999. № 9–10.
14. Трегуб А.И. Карта новейшей тектоники территории Воронежского кристаллического массива // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2006. № 1. С. 5–16.
15. Угольная база России. Том \/1. Основные закономерности углеобразования и размещения угленосности на территории России. М. 2004. 779 с.
16. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Зуев В.М. История алмаза. М. 1997. 601 с.
17. Чернышов Н.М. Природа углерода и рудного вещества золото-платинометалльных рудообразующих систем в черносланцевых стратифицированных образованиях ВКМ // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2001. № 12. С. 149–153.
18. Чернышов Н.М. Региональные и локальнее признаки и критерии прогнозирования и поисков золото-платинометаального оруденения черносланцевого типа докембрийского фундамента Курско-Воронежского региона // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2008. № 1. С. 79–93.
Источник: "НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ-ХХ1 ВЕК",№4/13
Голосование